浅谈TCP协议的可靠含义和三次握手

        这里不过多阐述计算机网络的体系结构，本文主要是想阐述三次握手和可靠连接之间的联系。TCP协议全称传输控制协议（Transmission Cotrol Protocol）。

1、TCP协议运行在哪一层

        TCP运行在运输层。
2、TCP协议的可靠是什么意思
        步入主题，很多同学的回答是TCP三次握手确保了可靠连接，这样说非常不严谨，这个可靠并不是说因为三次握手所以建立起的这个连接是可靠的，三次握手只是建立连接的一个方式，可靠的意思是说TCP协议中的各种机制使得其建立连接后的信道是可靠的，更严谨的说，是能确保这个信道数据的传输是可靠的。
2.1、其中的面向连接是什么意思
        意思是说TCP传输数据需要先建立连接，数据传输完毕要释放连接，就像通信双方中间建立了一条无形的物理连接一样（逻辑信道）。
        那通信双方是谁呢，在计算机中，叫套接字（socket）（对应的，Linux有Socket Statistics，简称ss命令可以查看本机网络连接），写法是IP地址:端口号，相当于两个端点之间建立了一条连接，如192.168.1.1:8000---192.168.1.2:8000（所以一个端点可能有不同的几条连接）。
2.2、可靠的保证
        前面提到，TCP的可靠是由其中各种机制保证的。那不妨想下，两个人通信可能会出现什么问题？例如在课堂上，A写了张纸条丢给B，那B可能收到了纸条，B也可能没有，B收到了纸条又可能存在什么问题？B收到了，但A不知道B收到了（假设A无法看见B是否捡起了纸条），B收到了但是A给定纸条上的信息有错误...，等等一系列情况，TCP的各种机制就是确保这些情况不会影响数据传输的（所以可以想一下，TCP相比UDP是比较耗时复杂的，因为它为了确保可靠传输多做了很多工作）。
        本篇文章主要为了说明可靠传输并不仅仅是三次握手实现的，因此只简单例举几种情况和几种相应的机制。例1，怎么确认B收没收到？所以TCP协议中会有停止等待机制，即每发送一个分组，等待对方的确认再继续发送。例2，等多久？B没收到怎么办？所以TCP协议有个超时重传机制，即每次发送完分组，会开始计时，规定时间内没收到确认会重发。
        上述只是简单的介绍两个确保可靠传输的机制，从上述例子中，可以再想一下，怎么知道这个分组发过了？分组是否要编号？多长时间重发？检查到分组数据有错误怎么办？数据传输效率怎么样？这就是可以继续深入的问题了。
3、可以说TCP的三次握手就能确保信道可靠的吗
        是不能的，有一个经典的问题，即蓝军通信问题。蓝军1和蓝军2需要协同作战对抗白军，现在蓝军1需要把命令传给蓝军2，假设蓝军1将作战信息发送给蓝军2，此时蓝军2收到信息并回复“蓝军2已收到”，但蓝军2并不知道蓝军1是否收到“蓝军2已收到”信息，假设蓝军1收到“蓝军2已收到”，那蓝军1,2有百分百把握执行作战信息吗，其实是没有的，需要蓝军1再发一次“蓝军1对信息-蓝军2已收到，已收到”给蓝军2。
        不难发现，双发永远无法确保自己发的最后一条信息是否被对方接收，这里的关键是知道最后一条信息是否被对方收到，三次握手也同理，那三次握手解决了这个问题吗，其实是没有的，下面是三次握手图解（摘自《计算机网络第七版》）。

        图示中SYN（同步）和ACK（确认）均是TCP报文段中的首部字段，简单来说步骤是服务器等待连接，客户端随机选择序号是x的分组（数据会被拆成一个个分组，并且编好序号）传给服务器，服务收到后把ack置为x+1，并且发送自己的序号是y的数据，客户端收到后ack=x+1后，知道x收到了，接着把x+1的发送给服务器，由此交换三次报文就算建立连接了，所以三次握手并没有解决最后一条信息问题，只是说确认双方存在建立了条连接罢了。换句话说，这里并不关注最后一条信息，只保证接收到当前数据并且发送下条数据。
        总结，下面就回到开头那句‘更严谨的说，是能确保这个信道数据的传输是可靠的’了，TCP各种机制是确保了数据（每一个分组）被正确接收，就像即使是一条保护的很好的物理线路，也不能保证这条线路永远不会损坏，但是协议得知道数据有没有传过去，是不是传对了等等。

        PS：有基本的概念后，再去学习运输层，就会明白很多了，例如为了解决前面那些问题的超时重传，选择确认等机制等的具体实现。